Pas une sphère, pas plate : la forme la plus étrange possible pour une planète

Si vous demandez aux gens quelle est la forme de notre planète, la plupart répondront que la Terre est ronde (même si certains pourraient essayer de vous convaincre qu’elle est en réalité plate). Dès la Grèce antique, l’humanité a compris que la Terre était ronde, et les scientifiques ont récemment déterminé qu’elle n’était pas une sphère parfaite. Cependant, est-il possible que les planètes soient autre chose qu’une sphère imparfaite ? Que diriez-vous d’un monde qui ressemble à un beignet géant ? Les mathématiques montrent qu’une telle planète pourrait techniquement exister, même si les chances qu’un beignet spatial se forme naturellement ou dure très longtemps sont pratiquement nulles.

Une planète prenant une forme autre qu’un sphéroïde nécessiterait une énorme quantité de force extérieure. Un exemple est WASP-12b, une géante gazeuse qui orbite si près de son étoile que la force gravitationnelle de l’étoile a donné à la planète une forme d’œuf. Cependant, une forme de beignet, ou de tore comme on l’appelle en mathématiques, serait beaucoup plus compliquée. On pense qu’un tore pourrait être formé par la fusion de débris provenant d’une planète désintégrée, bien qu’un tel arrangement serait très instable.

Les planètes sont rondes pour une seule raison : la gravité. Au fil du temps, les particules de poussière et de gaz se condensent pour former des planètes. À mesure que les corps planétaires grandissent, leur masse augmente, ce qui se traduit par une attraction gravitationnelle plus forte. Alors que les astéroïdes et les corps comme les lunes de Mars, Phobos et Deimos, peuvent avoir la forme d’une pomme de terre, une fois qu’un corps a suffisamment de masse, la gravité le rend sphérique. Avoir une masse suffisante pour être sphérique est l’un des critères permettant de définir ce qu’est une planète.

Pendant leur formation, les corps planétaires commencent également à tourner. La Terre tourne sur son axe une fois par jour, nous donnant notre cycle jour et nuit familier. Cette rotation se traduit par une vitesse de plus de 1 000 milles par heure à l’équateur et beaucoup plus lente à proximité des pôles. Cela provoque un léger renflement de la planète à l’équateur et un aplatissement aux pôles, ce qui éloigne la surface d’environ 13 milles du noyau de la planète à l’équateur. La force centrifuge résultant de la rotation de la Terre et la légère augmentation de la distance par rapport au centre de la Terre affaiblissent également très légèrement la gravité à l’équateur.

La rotation et la force centrifuge sont ce qui rendrait possible une planète en forme de beignet. La gravité tire vers l’intérieur, donc pour rester un toroïde, une telle planète devrait tourner très vite. Au lieu d’effectuer une rotation toutes les 24 heures, un monde de beignets devrait effectuer une rotation en l’espace de quelques heures. Tout comme sur Terre, la force centrifuge affaiblirait la gravité à l’équateur, même si la différence serait significative. La force ressentie à l’équateur serait environ la moitié de celle aux pôles.

Des différences dans les forces gravitationnelles entraîneraient des montagnes, des nuages ​​et des vagues océaniques beaucoup plus hauts à l’équateur qu’aux pôles. La rotation rapide de la planète affecterait également la circulation de l’air, comme on le voit avec l’effet Coriolis sur Terre. Une vitesse de rotation plus rapide entraînerait des vents plus intenses et des températures plus élevées entre les régions chaudes et froides.

Cependant, une planète en forme de beignet serait très instable. Même de petites accumulations de masse à différentes parties du tore le rendraient instable. Et il faudrait que la vitesse de rotation soit parfaite. Une force centrifuge trop rapide l’emporte sur la gravité, provoquant l’éclatement de la planète. Trop lent et le tore s’effondrerait en un ellipsoïde. Ainsi, même si une planète en forme de beignet est mathématiquement possible, les chances qu’elle puisse se former naturellement sont pratiquement nulles. Hormis quelques rares exceptions, les planètes sont pour la plupart rondes.